加利福尼亞州爾灣市 — 即使在試管中,蛇毒也令人恐懼。
將幾滴來自致命印度金環蛇的毒液與血細胞混合,瞬間,清澈的液體就會變成鮮紅色,因為毒素會穿透細胞,使其膜破裂。看一眼就能讓你比你想知道的更多關於蛇咬的劇烈疼痛。
這就是為什麼合成化學家傑弗裡·奧布萊恩如此震驚和興奮的原因,當他嘗試用他創造的一種化合物來中和蛇毒時,他將這種化合物混入裝滿血細胞的試管中。他滴入金環蛇的分泌物並等待。溶液保持清澈。血細胞完好無損。
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這項在加州大學爾灣分校化學實驗室進行的工作,或許可以帶來一種通用的蛇毒解毒劑。而這僅僅是幾項新的高科技努力之一,這些努力來自制藥主流之外的一群不太可能的人物,旨在解決蛇咬在全球範圍內造成的驚人死亡和殘疾。
那些尋求更新、更好抗蛇毒血清的人包括一位舊金山的急診醫生,他熱衷於推進他的研究,以至於讓自己癱瘓,以便測試一種實驗性藥物;一位29歲的生物科技企業家,他非常時髦,以至於被稱為“丹麥最酷的工程師”;還有一位印度醫生,他在愛爾蘭攻讀了奈米醫學高階學位,以便幫助預防他的家鄉泰米爾納德邦的蛇咬致死事件。
支援他們的人:投資者包括從五角大樓到 Talking Heads 樂隊的傑瑞·哈里森。
他們正在應對一個嚴重的問題。據估計,每年約有 500 萬人被咬傷,超過 10 萬人死亡,40 萬人因眼鏡蛇、金環蛇、太攀蛇和黑曼巴蛇等蛇類而致殘或致跛。大多數受害者生活在發展中國家;許多是外出玩耍的兒童或在農作時與錯誤的蛇相遇的年輕人。
如果不治療,有些咬傷會導致患者嚴重出血,以至於他們的死亡被誤認為是埃博拉。其他毒液含有麻痺性神經毒素,或破壞大量的皮膚和肌肉,以至於它們會使肢體變黑。有些受害者為了止痛,甚至喝汽油或電擊自己。
抗蛇毒血清確實存在,並且已經拯救生命一個多世紀了,但它們可能有嚴重的副作用,而且對於印度、東南亞和撒哈拉以南非洲地區最有可能被咬傷的貧困農村人口來說,往往無法獲得或負擔不起。
湧入該領域的新一批科學家擁有各種各樣的生物技術奇蹟:奈米粒子、單克隆抗體、DNA 疫苗——更不用說老式的決心了。然而,蛇毒的化學成分非常複雜——一位科學家稱之為“分子的混亂”——以至於事實證明,要研製出一種好的解毒劑非常困難。
丹麥技術大學的研究員安德烈亞斯·豪加德·勞斯特森說:“許多人會認為蛇毒是人類已知的最複雜的藥物靶點。”他的實驗室(和初創公司 VenomAb)創造了第一個重組抗蛇毒血清。
毒理學這個鮮為人知的領域中的人們也面臨著另一個障礙。即使蛇咬傷造成的受害者比埃博拉和地雷等備受矚目的威脅還要多,但也很難引起公眾或世界衛生領導人的注意。
舊金山的醫生兼研究員馬特·萊溫博士說:“蛇咬傷需要一位戴安娜王妃。”他正在熱切地尋找新的治療方法。“如果教皇就此發一條推文,全世界都會立即關注。”
19 世紀的配方仍在沿用
抗蛇毒血清的基本配方是在 1894 年發明的,乍一看似乎很中世紀:擠奶蛇以獲取毒液,將其注射到馬匹中,然後給馬匹放血以收集針對毒液的抗體。
“毒液組學”領域和其他領域的數十年技術進步帶來了更安全、更純淨、更有效的抗蛇毒血清。但這些療法仍然存在許多問題。
接受者可能會對抗蛇毒血清中發現的動物細胞或病原體產生過敏反應、腎臟損傷甚至休克。有些只對特定種類的蛇或相關蛇群有效;另一些則需要冷藏,這意味著在偏遠地區很難隨時獲得正確或任何抗蛇毒血清。
在整個發展中國家,假冒療法的市場也很強大:一些作為抗蛇毒血清出售的罐子裝的是簡單的糖水。
這個領域也受到奇怪的經濟學的困擾。眾所周知,西方國家的醫院對響尾蛇和銅頭蝮蛇毒血清 CroFab 每瓶收費數千美元——而患者在被咬傷後可能需要多達 20 瓶。然而,生產此類藥物的公司很少能獲得豐厚的利潤,因為它們主要面向發展中國家的貧困患者。
事實上,近年來,兩家主要的製藥公司——惠氏(現為輝瑞)和賽諾菲——退出了抗蛇毒血清市場,理由是無法盈利。
賽諾菲停止生產 Fav-Afrique,一種對抗黑曼巴蛇、噴射眼鏡蛇和其他八種非洲蛇咬傷的有效抗蛇毒血清。雖然有替代產品,但賽諾菲的決定在 2015 年遭到了無國界醫生的嚴厲譴責,該組織公開指責賽諾菲“溜出”市場,冒著“埃博拉規模災難”的風險。
與此同時,輝瑞停止生產一種治療珊瑚蛇毒液的藥物。病理學家、兒科醫生和抗蛇毒血清開發者萊斯利·博耶博士創立了亞利桑那大學的 VIPER 研究所,她設計了一種替代品,但找不到任何製藥公司來生產它。
她說:“FDA 向製藥公司發出了絕望的求助呼籲,結果基本上被他們嘲笑出房間。”
因此,她眼睜睜地看著輝瑞治療藥物的最後供應耗盡。珊瑚蛇咬傷並不總是致命的,但它經常會導致癱瘓——除非他們獲得抗蛇毒血清,否則受害者可能需要呼吸機數週才能再次自主呼吸。
“蛇咬耶穌”對抗毒液
新一代蛇咬傷企業家堅持認為,科學——以及可能的初創公司——可以拯救局面。
VenomAb 的勞斯特森說:“當我發現抗蛇毒血清仍然是用古代方法生產的時,我感到非常困惑。我以為它會更先進。”在從哥斯大黎加進行長時間的研究後,他帶著長髮和曬傷的皮膚回到丹麥,被丹麥媒體稱為“蛇咬耶穌”。(他也是被丹麥聯盟“工程師未來”評為“丹麥最酷的工程師”的人。)
他的抗蛇毒血清使用透過在發酵罐中培養細胞而產生重組人抗體——與用於生產血液因子和胰島素的技術相同。
他說:“這就像釀啤酒一樣。”
由於不涉及動物細胞,抗蛇毒血清應該會減少副作用,例如“血清病”。而且,至少在理論上,它們可以被設計為中和毒液中最糟糕的毒素。但他的團隊仍在努力尋找合適的抗體組合。
勞斯特森本人也承認,未來的道路將是漫長的。即使他能夠控制開發和製造成本,考慮到主要市場在低收入國家,他也可能很難獲得利潤。他說:“我不認為你可以為了生產重磅炸彈藥物而證明[風險投資]投資是合理的。”“我認為它必須是半慈善性質的。”
其他有前景的技術包括加州大學爾灣分校小組的工作,該小組由化學教授肯·謝伊和他的博士生傑弗裡·奧布萊恩領導,他們都是生物反應合成奈米粒子領域的專家。
在國防部呼籲研究開發“通用抗蛇毒血清”以幫助保護士兵後,他們加入了這場競賽。謝伊在過去十年中一直致力於合成粒子以對抗蜂毒中的活性成分蜂毒肽,並認為他的方法可能具有更廣泛的用途。
他們的策略是設計一種奈米粒子,讓蛇毒中的毒素與其結合,而不是細胞膜。他們的目標:一類稱為 PLA2 的蛋白質,這種蛋白質在蛇、蜜蜂和蠍子毒液中很常見。已知 PLA2 蛋白會穿透細胞,造成大量組織損傷和出血。
科學家們正在為他們的粒子申請專利,並與爾灣的一家名為 300 Cells 的初創公司合作開發它。但他們很快警告說,任何人體治療都還有很長的路要走,並且可能需要創造額外的合成粒子來處理毒液的不同成分。他們說,在開始測試之前,即使是在小鼠身上進行測試,他們還有很多實驗室工作要做。
具有蛇咬傷治療潛力的心臟藥物
舊金山醫生萊溫認為,他已經找到了一種繞過許多開發和成本障礙的方法。他不是從頭開始。相反,他一直在篩選製藥公司拒絕的藥物,這些藥物在其預期療法中失敗了,但可能對蛇咬傷有用,因為它們針對毒液中的蛋白質。
萊溫親眼目睹了蛇咬傷在泰米爾納德邦社群醫院造成的損失,他在那裡擔任訪問醫生,與他的抗蛇毒血清研究夥伴斯蒂芬·塞繆爾博士合作,塞繆爾博士是一位奈米技術專家和醫生,他在英國工作,但定期返回印度家鄉治療蛇咬傷患者。
萊溫說,他們兩人治療過“深而憤怒的”圓斑蝰咬傷、隱形但麻痺性的金環蛇咬傷,以及“像瘋了一樣出血”的患者,他們甚至叫不出名字的蛇咬傷。
萊溫如此致力於這項事業,以至於他嘗試了一種潛在的治療方法——解痙鼻噴霧劑新斯的明——來逆轉他在舊金山一家醫院的麻醉師進行的實驗中誘導的癱瘓。萊溫倖存了下來,但他此後轉向他認為更有希望的東西:藥物 varespladib。
Varespladib 針對的是與爾灣小組認為有希望的酶家族相同的酶家族——PLA2。更好的是,它已經通過了 1 期和 2 期臨床試驗,作為治療膿毒症和急性冠狀動脈綜合徵的潛在藥物,這意味著它可能被證明在緊急使用中對人類是安全的。
萊溫說:“Varespladib 阻斷了我們測試過的每一種蛇毒 PLA2——來自六大洲的 35 種。”而且它可以讓注射了毒液的小鼠存活下來。他和他的合作伙伴現在正在努力獲取有關該藥物的臨床試驗資料,希望計劃一項關於其作為蛇咬傷治療用途的研究。
萊溫的公司的名字是什麼?Ophirex。意思是蛇王。
全球蛇咬傷會議上的緊張氣氛
雖然他們對新的研究感到興奮,但該領域的資深人士警告說,新的合成療法可能需要數十年才能用於蛇咬傷。有些人擔心,對幾乎未經測試的研究日益增長的炒作,無異於對當前抗蛇毒血清療法的一種不太委婉的抨擊——這種療法通常被斥為“來自 19 世紀”。
舊的療法可能存在缺陷,但它們確實在當下拯救了生命。
博耶說:“研究固然重要,但這就像當沒有外科醫生可以先切除腫瘤時,就對最新的癌症免疫療法感到興奮一樣。”
這種緊張氣氛在去年夏天於日內瓦舉行的年度世界衛生大會會議上爆發,世界各地的蛇咬傷專家——只有幾十位——聚集在一個小型會議室裡。有些人稱新的生物技術抗蛇毒血清專案是分散注意力;另一些人則擔心,營利性初創公司開發的任何療法都將貴得令人咋舌。
來自非洲的專家指出,即使是最低技術的解決方案——比如廉價的塑膠靴子來保護貧困農民的裸露腳踝——今天也能比任何重組或合成療法挽救更多的生命。
一位密切關注新研究的人——並在其中一些研究的建立中發揮作用——是毒理學家何塞·瑪麗亞·古鐵雷斯,他在哥斯大黎加的克洛多米羅·皮卡多研究所默默地從事抗蛇毒血清研究約 40 年,並因該領域的許多進展而受到讚譽,包括一種針對多種非洲蛇種的有效新抗蛇毒血清,並且可以凍幹,因此不需要冷藏。它以非常低的成本出售給需要的國家。
他稱關於新技術與舊技術的辯論為“虛假的二分法”。
古鐵雷斯說,蛇咬傷是一個主要的公共衛生問題。雖然它需要新的高科技解決方案,但它也迫切需要更好的生產和分銷渠道,以便傳統的抗蛇毒血清能夠送到需要的地方。同樣重要的是:更多的公眾和醫學教育。他說:“我們需要在許多不同層面進行創新。”
古鐵雷斯說:“人們認為技術將在未來一兩年內帶來解決方案,我們應該忘記馬匹,但這些途徑仍處於早期發展階段。”“目前,我們有非常好的抗蛇毒血清,並且在未來許多年內,它們將是唯一可用的治療方法。”